无氧铜生产工艺流程

1、第四章工艺技术方案4.1 工艺技术方案本工程采用的原材料为含铜量99%的电解铜,选用目前国内先进的蓄热式熔化炉和中频炉,用上引法连铸工艺方法生产氧的含量不大于0.02%,杂质总含量不大于0.05%,含铜量99.5%以上无氧铜杆.4.2 工艺流程简述1、生产准备本工程使用的电解铜在江西省内购置.图4-1工程生产工艺流程图氧气熔剂电解铜外销喷雾冷却布袋收尘烟气烟尘烟:囱|副产品大气2、上引法连铸工艺流程本工程采用上引法连铸工艺生产无氧铜杆.上引法连铸铜杆的根本特点是“无氧,即氧含量在10Ppm以下.上引法与连铸连轧和浸涂法相比,其特点是：1由于拉扎工艺和铸造工艺不是连续的,拉扎是在常温下进行的,不

2、需要气体保护,钢材也不会被氧化.因此设备投资小,厂房布置也灵活.2单机产量变化范围大,年产量可以从几百吨到几万吨,可供不同规模的厂家选用不同型号的上引机组.止匕外,由于连铸机是多头的,可以很容易的通过改变铸造规格铸杆直径,来改变单位时间的产量,因此其产量可视原材料的供给情况和产品的需求情况来确定,便于组织生产、节约能源.3只需更换结晶器和改变石墨模的形状,即可生产铜管、铜排等异型铜材,并可在同一机器上上产不同规格、品种的铜材,灵活机动,这是上引法的中最大特点.上引法连铸工艺流程：原料通过加料机参加融化炉进行熔化、氧化、扒渣处理后,熔融的铜液经过一段时间的静置复原脱氧并到达一定的温度后,通过有C

3、O气体保护的流槽经过渡腔铜液在此进一步复原脱氧、去除渣质,进而平稳的流入中频炉保温静置,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度限制在1150C±10CO连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品.加料：原料一般用加料机参加,炉头多加、炉尾少加.加冷料时要使铜料距炉顶及烟道口有一定距离,以保证燃料燃烧和炉气流动的顺畅.加料时要保证炉膛有足够高的温度,一般应到达1300c以上,炉内应保证零压或微负压.熔化：熔化作业系在氧化气氛下进行,一般炉膛温度保持在13001400c以加速冷铜料的熔化,在熔化过程中定期向

4、炉内已熔化的铜液中插入一根风管,鼓入压缩空气剧烈地搅动熔体以加速熔化过程,这时也会有局部杂质熔化,形成炉渣于熔体外表,待熔体大局部熔化完,即可进行氧化操作.氧化：其要点是增大烟道抽力(-80-100Pa),提升炉内空气过剩系数(E=1.21.4),使炉内成氧化性气氛.用直径为61850mm勺钢管23根向熔体内鼓入0.30.5MPa的压缩空气,进行氧化作业,为减少钢管熔入铜中的消耗,钢管外用耐火材料包裹.为增加氧的利用率,钢管应尽可能深插,插入角度为45°60°,插入深度为铜熔体深度的2/3o氧化期的炉膛温度在1250c左右,以保证铜液温度为1150c1180C,有利于杂质的

5、氧化.扒渣：扒渣是将造渣后的杂质通过扒渣过程将其除去,铜面限制是扒渣操作的关键.铜液面过低,给以后扒渣作业造成困难,床能率低；铜液面过高,易出现侧门、渣口跑铜事故.为限制好渣含铜,应及时进行扒渣作业,预防干渣转变为稀渣,生产过多的氧化亚铜.保温静置：熔融的铜液流入中频炉保温静置、复原脱氧并到达一定的温度后,进而处于保温状态,铜液的温度由热电偶测量,温度值由仪表显示,温度限制在1150C±10CO中频保温炉引杆腔铜液外表用焦炭覆盖,覆盖厚度为40-60mm结晶器周围厚度为80-100mm结晶出杆、装盘：连铸机固定于中频保温炉的上方,连铸机铜液在结晶器中快速结晶连续不断地生产出铜杆,最后

6、经双头挠杆机等辅助设备装盘成产品.1结晶器准备a.对新的和使用期超过半月的结晶器,进行水压试验,水压为0.5-0.6Mpa,保持15分钟不漏水.b.装配石墨模：把检验合格的石墨模,旋入结晶器,端面到位.c.结晶器头部包上8mmy硅酸铝纤维毯或隔热套,用玻璃纤维带扎紧,端面垫上一层硅酸铝纤维毯圈,然后装护套,在石墨模与护套的缝隙用填料或石棉线填实,以防铜液钻入.填料配方：耐火粘土95%冰玻璃3%并合成团.d.结晶器上口装上石棉盘根,并用装有引锭头的前半节引杆通过,拧紧压套,引锭头端面距石墨模端面5-10mme.结晶器进出水管接上,通少量冷却水,检查管路系统是否畅通,然后放在炉口上预热10分钟以上

7、安装使用.2连铸机准备：调整液位跟踪系统的位置,保证结晶器安装后石墨模插入液面的深度为140-160mm操作时确认铜液液面离碳化硅保护套上沿距离为30-40mm左右.3引杆操作程序：a.结晶器就位,插入铜液,接上后半节引棒,压紧牵引轮,开始弓I棒.b.调节冷却水量,.14.4-.20mm结晶器进出水温保持在15c左右.8mm结晶器进出水温保持在6-10C左右,进水温度最高不能超过35C,在30c左右为宜.c.铜杆引出后,将引棒分节拆下,并通过导轮进入收线系统.4铸杆日常操作：a.14.4-020mm铜杆牵引速度400-700mm/min为宜,.8mm同杆牵引速度1800-2800mm/min为

8、宜.b.经常检查铜杆外表质量,监测冷却水温度,结晶器插入深度,液位跟踪系统工作状况,如遇异常情况,及时排除.7收线1收线时将引锭头头部切除,将铜杆通过限位装置,穿过并夹紧收线导轮,引入收线框内.2经常注意限位装置工作情况,在限位装置失灵情况下,临时利用收线机上的操作按钮进行人工操作,并及时排除故障.3收线框装满后,吊出铜杆,挂上产品跟踪卡,标明日期、炉次、生产班组、重量等项.8水系统限制1水系统供水,.14.4-.20mm吉晶器水压为0.2-0.3Mpa,水套、线圈为0.18-0.2Mpa.08mm吉晶器水压为0.28-0.35Mpa,水套、线圈为0.18-0.2Mpa.2水池水温用冷却塔调整

9、,进水温度限制在30±5CO3当临时停电或水泵发生故障,应在一分钟内翻开备用水阀门,并关闭原来水阀门,以保证结晶器及水套和线圈的冷却水不间断.8气压限制对新式.8上引机组,具上引连铸机铸杆压紧、收线机收线、排线,采用气缸压紧.其气压限制在：连铸机：0.15-0.25Mpa收线机收线：0.2-0.3Mpa,排线：0.15-0.25Mpa.9平安生产1 操作者应按规定穿戴好劳动防护用品,遵守设备平安操作规程.2 翻开炉盖后不要太靠近炉口,以防一氧化碳气体燃烧时火焰伤人每次待一氧化碳气体燃烧过后再上去操作.3 每班应经常检查机组设备运行是否平安可靠.4严禁将潮湿未烘干的工具浸入铜液,以免铜

10、水爆炸造成事故.5结晶器安装和取下时,注意预防冷却水进入炉内.6发生事故应立即采取举措,并报告有关人员及时处理.10检查铜杆质量就符合GB3952-2021?电工用铜线坯?中无氧铜杆规定.4、余热回收利用为提升清洁生产水平,贯彻国家关于节能减排的要求,本工程应对熔化炉烟气和中频炉烟气进行余热回收.一般地,熔化炉出口烟气温度在1000-1200C,中频炉出口烟气温度在800-1000C,均具明显的热回收价值.对没有蒸汽需求的再生铜工厂,通常采用“预热助燃风纯氧/空气,立足降低本体消耗,节约一次能源的余热利用方式.熔化炉烟气余热利用方案：采用两段式换热器进行出炉烟气与入炉助燃风的热交换,降温降至2

11、00C后的烟气再进入布袋收尘器.通过两段式换热器预热入炉助燃风,不但可节省燃料消耗,而且还可缩短熔化炉的操作周期,提升设备利用率.据统计,两段式换热器可将入炉助燃风预热至400c左右,节省约20%的燃料消耗和缩短1.5小时的操作周期一般总时间为18小时.中频炉烟气余热利用方案：与熔化炉烟气余热利用方案类似,但由于烟气温度相对较低,通常采用一段管式空气预热器进行烟气与入熔化炉助燃风的热交换.据统计,经预热器的入熔化炉助燃风温度可达300C,可节省能源消耗约10%4.3 主要生产设备方案4.3.1 设备选择的根本原那么1、生产性原那么：选择生产设备时,注重设备的模块化、标准化、高速化、自动机械化,

12、以提升设备的生产率;2、可靠性原那么,设备要求平安可靠,零件的耐用性好、通用性强,设备能够生产高质量产品,要求设备故障率小,准确性高；3、维修性原那么,选择可修性、设备的结构简单,零部件模块化设计,零部件通用性强,可迅速拆卸,易于检查,实现标准化和通用化；4、节能性原那么,设备要节约能源消耗；5、成套性原那么,机器设备要配套,形成整条生产线,尽量选择同一厂家产品；6、环保性原那么,设备的噪音和排放的有害物质应到达国家环保限制指标和要求；7、灵活性原那么,尽可能做到设备结构紧凑,重量体积小、轻,操作灵活方便,通用性强,可适应工艺相近的产品转换,转换操作简单方便.4.3.2 主要设备方案本工程采用

13、蓄热式熔化炉作为本工程的主要生产设施,其燃料为重油,该工程原料为电解铜,设备能进一步去除电解铜中的氧和其它杂质,不含硫,因此,选用蓄热式熔化炉处理是可行的,且选择蓄热式熔化炉作为熔炼炉具有适应性强、回收率高等特点,符合?铜冶炼行业准入条件?的要求.上引法无氧铜杆连铸机组用于生产长度光亮的无氧铜杆.和传统的铜锭压延生产黑铜杆相比,上引法无氧铜杆新工艺具有工艺技术先进,产品质量很好,单位能耗低,生产品种及规格灵活多样,适应性强,没有三废污染,投资少等特点.本工程选用主要设备清单见表4-1o工艺设备优点如下：加料、扒渣方便.可在炉体侧面靠近平台处设置加料门和渣门,炉料可用加料车方便快速的参加.炉渣门

14、靠近渣线设置,既可倒渣,也可方便扒渣；热效率高.炉体紧凑、密闭,氧化管道固定在炉体上,作业时不需要翻开炉门操作,热量外泄少,漏入的冷空气少.在炉体上布置了多块透气传,通入氮气搅拌,加速了传热传质,缩短操作时间,节省燃料消耗；平安性高.由于炉体可以转动且氧化、复原管道固定在炉体上,预防了人工持管操作可能发生的平安事故,减少了工人的劳动强度；遇到故障时炉子可迅速转到平安位置,预防“跑铜事故的发生,操作平安；环保条件好.炉体密闭性能好,氧化时不需要翻开炉门操作,减少了烟气外逸；借助炉体转动可以限制氧化管道的埋入深度,加上透气传的氮气搅拌作用可提升复原剂的利用率,减少黑烟生成；在炉后设置有完善的烟气处

15、理系统,烟气通过烟罩导入双体结构的二次燃烧室,烧尽可燃物后进余热锅炉回收余热,再进入布袋收尘达标后排放；熔化炉采用富氧助燃的燃烧器.采用富氧助燃,烟气量仅为空气助燃时的20%烟气带走的热量少,燃料消耗低,烟气处理系统可大为缩小,减少投资和运行费用.连铸机是实现上引连铸的主要设备.它由牵引机构、液位跟踪和结晶器三大局部组成.牵引机构由交流伺服电机和牵引辐轮等组成,它可实现每分钟01000次的间歇运动并通过牵引辐轮将铸杆连续上引出来,每组牵引机构可带动5付牵引短轮,分别牵引5根铸杆,并通过更换结晶器生产其它规格的铜杆；液位跟踪系统可保证连铸机上结晶器插入铜液的深度相对稳定,保证连铸生产的连续性；结

16、晶器可将液态的铜快速冷却成固态铜并实现热交换,每根结晶器都能单独更换和限制而不影响其它结晶器的正常工作.导轮架：导轮架布置在连铸机的上方,主要由平台、支架、竖导轮和滚筒组成,它使铸杆平滑地导入各组双头挠杆机,互不干扰.限位装置：是在导轮架和双头挠杆机之间设置的两台装置,它由6组24V低压上、下限位,通过铜杆与上下限位的接触来限制双头挠杆机的速度.双头挠杆机是由牵引短轮、成圈装置和收线转盘组成,每组双头挠杆机由二台电动机分别驱动两套装置收圈两根铜杆,曲率自动调整.(10)水冷系统是一个独立的循环供水系统,保证一以0.20.4Mpa的冷却水供结晶器、水套和线圈冷却,它由120m3水池、循环水泵、管

17、道组成,保证进水温度在2030C,流量在50m3/d左右o(11)电器系统：由电源系统、限制系统组成,电源系统通过假设干电源柜将电源分别供给每个感应器,限制系统保证机组正常生产.(12)加料系统：采用机械加料机,保证合格原材料连续供给熔化炉.表4-1主要设备一览表序号设备名称规格型号单位数量单价(力兀)总价(力兀)备注1加料机台612.5752蓄热式熔化炉100t台34501350配套电动葫芦3中频炉350kw台663.5381保温静置4扒渣机台6251505园盘定量浇铸机台638.4230.46燃油喷嘴3kg低压油喷嘴312367引风机26880-59738m3/h台9151354用4备8螺杆式空压机台612722用2备9管式空气预热器套36018010喷流空气预热器套36018011燃油风机32120-6334m3/h台382412连铸机台1875135013导轮架套18712614限位装置套18610815双头挠杆机台98072016循环水泵台43.75152用2备17重油罐380m个14.54.518油泵台21.53与重油罐配套19电控系统套1909020行车2t台2102021人力推车辆521022供电设备1000KVA套139039023消防设备套130030024布袋除尘器21500m套455220含喷雾冷却器25其他套1